CST微波工作室学习笔记—7.边界条件和背景材料

CST微波工作室_边界条件和背景材料

为什么要设置边界条件：

• 使用计算机来进行电磁计算或电磁仿真分析，都是只能处理有限空间内的电磁问题
• 在CST微波工作室中，通过设置适当的边界条件，实现把电磁问题设定于有限空间内

背景概念：

• 用户创建的结构模型区域以外的空间

背景材料

• 指用户所创建模型的外侧的填充材质

背景材料设置

• Modeling > Materials > Background
• 常用材质：PEC（理想导体）、Nomal（空气或真空）、Anisotropic（各向异性）、Lossy Metal（有耗导体）

边界条件设置

• Simulation > Setting > Boundaries

边界条件类型

1. Electric（电边界）

• 等效于理想导体（PEC），电场垂直于边界表面
• 当背景材料设置为理想导体时，自动设置为电边界
  

2. Magnetic（磁边界）

• 边界条件上的电场方向与表面相切，磁场垂直于边界表面
  -实际上不存在理想磁边界，只是理论上的约束条件
  

3. Open(PML)（开放边界）

• 相当于理想匹配层(PML)，电磁波几乎无反射通过该边界
• 可用于等效自由空间情况

4. Open(add space)

• 与 Open 边界条件相同，边界表面设置与模型有一定的距离，主要是用于远区场的计算
• 用于天线、RCS等辐射/散射问题的仿真分析

5. Periodic（周期性边界条件）

• 用于阵列天线、FSS等周期性结构的仿真分析
• 成对出现、需要设置相位差

6. Counducting wall（有耗导体边界条件）

• 良导体/非理想导体边界条件，等效于有耗导体，电场垂直边界表面
• 当背景材料设置为有耗导体(lossy metal)，自动设置为有耗导体边界
  

7. Unit Cell（用于周期性问题求解的边界条件）

• 类似周期边界条件、用于周期性结构的仿真分析
• 只能用于通用频域求解器

8. Symmetry Planes（设置对称面的边界条件）

• 应用对称边界构造结构时仅构造一部分，减小结构尺寸和设计复杂性、缩短计算时间
• 有电壁对称面、磁壁对称面两种类型
• 电场垂直对称面且对称，选择电壁对称面
• 磁场垂直对称面且对称，选择磁壁对称面